curso inyección en el sector automotriz ciateq toluca 11-09-2014

MOLDEO POR INYECCIÓN

EN EL "AUTOMOTIVE"

LOS ACABADOS Y LAS

SIGUIENTES ELABORACIONES

Arturo Fiocca

MOLDEO POR INYECCIÓN EN EL "AUTOMOTIVE"

LOS ACABADOS Y LAS SIGUIENTES ELABORACIONES

Pag. 1Relator: Arturo Fiocca

ASSOCOMAPLAST - Centro Direzionale Milanofiori - Palazzo F/3 - 20090 Assago (MI) - tel. +39 02 8228371 -fax + 039 02 57512490 - e-mail: [email protected] - www.assocomaplast.org

MOLDEO POR INYECCIÓN

EN EL "AUTOMOTIVE"

LOS ACABADOS Y LAS SIGUIENTES

ELABORACIONES

Arturo Fiocca

ASSOCOMAPLAST - Centro Direzionale Milanofiori - Palazzo F/3 - 20090 Assago (MI) - tel. +39 02 8228371 - fax + 039 02 57512490 - e-mail: [email protected] - www.assocomaplast.org

"El plastico" en la industria del automóvil






El automóvil hoy: Tecnología a bajo coste

Un automóvil utilitario de hoy

es un producto constituido por

el montaje de

aproximadamente 15.000

piezas (extremadamente fiables

y perfeccionadas en lo que se

refiere a seguridad y

contaminación) que cuesta, por

kilo, mucho menos que otros

bienes de consumo

tecnológicamente avanzados.

€uro

/ Ki

logr

amo

1000

100

1

10

La evolución del automóvil


Reducción de costes

Reducción de las inversiones

Modularidad + Integración

Reducción de los tiempos de montaje

Reducción del peso

Materiales livianos

Diseño integrado (co‐design)

Reducción del time‐to‐market

Tecnologías convalidadas

Proveedores/ Socios especializados

Los impulsores de la industria automovilística

Flexibilidad estilística

Integración de funciones

Diferenciación de los modelos

Reducción de costes de seguros

Mejorada protección de los pasajeros

Posibilidad de reciclaje






Los impulsores de la industria automovilística

Laboratorio Realidad Virtual

FormaDISEÑO DE PRODUCTO

MontajeFuncionalidad

VIABILIDADTÉCNICA

DESARROLLO DEL PROYECTO

PROCESOVIABILIDAD

ANÁLISIS DE COSTES

Materiales Tecnologías

DISEÑO (Forma)

Aspecto superficial

REALIDAD VIRTUAL

Visualizacion interactiva 3D de las Soluciones Alternativas

EVALUACIÓN DE LA CALIDADPERCIBIDA POR EL CLIENTE


ETP

Com

m.

HPP

Amorfos Semicristalinos

PEI PPSU PPSLCP

PEI/PCE

PC

PC/ABS

ABS

PC/ASAASA

PPE/PA

PC/PBTPBT

POM

PA

LGFPP

PP

PET

PE

PPE/HIPS

PS

PVC

Resistencia térmicaResistencia compresión

Resistencia al impactoResistencia químicaEstabilidad hidrolìtica

Resistencia al impactoTrasparencia

Resistencia al impactoposibilidad Galvanizaciónposibilidad de ser pintado Low Gloss para interiores

Buena resistencia al impactoposibilidad de coloración y metalización

Resistencia al impactoResistencia térmicaResistencia al exterior

Buena relación Rigidez /impactoBuena posibilidad de ser pintado yResistencia al exterior

Rigidez e ResistenciaResistencia al impacto

COMPOUNDS (Varios polímeros de base)Auto lubricantes, Resistencia, Rigidez

Conductibilidad eléctrica etcétera

Buena relación Rigidez/Resistencia química.Resistencia al impacto a bajas temp.

Resistencia química.Características eléctricas

Resistencia química.Características tribológicas

Resistencia química.Resistencia térmica

PMMA

TrasparenciaResistencia al rasguño

Amplia gama di prestacionesInnumerables "grados y familias"Resistencia térmica

Rigidez

El "plastico" : las prestaciones del las "familias"






Estructuras asientos

Plancha / Herramientas/Montantes /

Pabellón

Frontales (frontend)

Módulos para frenos

Cuerpo de soporte batería

Pedales

Cubierta maletero

Cierre puertas manijas

Interior coche

Rejillas por el enfriamiento

Paneles puertas



Protección cuerpo

Espejos exteriores

Paneles carcasa

Luces posteriores

Luces delanteras

Vidrios

Exterior coche

Bandaparachoques Guardabarros







El "plástico" en la industria automovilística

Protección y Seguridad






EL MOLDEO POR

INYECCIÓN


El Proceso de Moldeo por Inyección hace posible la producción industrial de piezas complejas con tolerancias restringidas, altas prestaciones, desechos

mínimos y operaciones segundarias muy reducidas.

El Proceso de Moldeo por Inyección








Polímeros por usos genéricos(Commodities)

Tecno polímeros(ETP)

Polímeros deAltas Prestaciones(HPP)

“Súper polímeros”

PS, SAN, PVC

ABS, PMMA, PPOPC, PPC, COC

LPDE, HDPE, PP

PBT, PET, POM

PA 6, PA 66

PEI, PSUPESU, PPSU

LCP

PAMXD6

PPS, PPA

PIPAI PEEK

ALEACIONES

MEZCLAS

COMPOUNDS

CANTIDAD PRODUCIDA

PRESTACIONESPRECIO







SECADO


Los parámetros de Secado

El contenido de agua en el aire se define

cuantitativamente a través de dos diferentes parámetros

Humedad Relativa

Dew Point (Punto de Rocío)







Los parámetros de secadoContenido H2O por Kg de Aire con Saturación (100% U.R) @ Diferentes

Temperaturas

El Proceso de Moldeo por inyección

86

37

15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

20 35 50Temperatura (°C )

Contenido di H2O / Kg Aria ( gr )


Los parámetros de secadoContenido de H2O por Kg di Aire @ diferentes temperaturas de Dew Point


0,8

3,8

10

0

2

4

6

8

10

12

+14 0 ‐ 40Dew Point °C

Contenidode H2O / Kg Aire ( gr )






Especificas de Secado

Dew ‐ Point (Punto de Rocío) del Aire

Temperatura de Secado

Tiempo de Secado

Flujo de Aire

ATENCIÓN : La presencia de re‐triturado aumentará los tiempos de secado por

las dimensiones irregulares y no homogéneas del "granulo"

Cada Grado de Producto tiene sus especificas condiciones de secado

normalmente señaladas en las informaciones técnicas



Los parámetros de secado (Dew Point ‐40°C)

TermoplásticosTemperatura

(°C)Tiempo (h)

Capacidad (m3/Kg)

Humedad máxima (%)

CA ‐ CP ‐ CAB 60 ‐ 70 3 ‐ 4 2,20 0,4 ‐ 0,2

PMMA 80 3 ‐ 4 1,70 0,1 ‐ 0,02

ABS 80 2 ‐ 4 1,50 0,2 ‐ 0,5

PC 120 2 ‐ 4 1,30 0,02

PC / ABS 80 ‐ 120 2 ‐ 4 1,50 0,02

PPE / PSHI 80 ‐ 110 2 ‐ 6 1,30 0,1 ‐ 0,04

PEI 150 2 ‐ 4 1,50 0,02

PPS 140 ‐ 170 4 ‐ 6 2,00 0,02

PA 80 2 ‐ 4 2,30 0,2 ‐ 0,05

POM 80 2 ‐ 4 1,80 0,2 ‐ 0,1

PBT 120 2 ‐ 3 1,60 0,02

PET 150 3 ‐ 4 1,60 0,02

Materiales para secado

El Proceso de Impresión por Inyección






Secador de Aire Deshumidificada

Lecho deshumidificadorDew Point +15oC Dew Point ‐40oC



Secador de Aire Deshumidificada

Tolvas “a medida” y “estancas”








LA MAQUINA

DE INYECCIÓN


La maquina de inyección (Hidráulica)

AlimentaciónPlastificación

Control Potencia

Mandos

MoldeCierre








UNIDAD DE

CIERRE


Función

1. Tiene que abrir y cerrar las dos partes del molde lo más

rápido posible, aún así conservando una velocidad de

contacto entre los planes muy baja.

2. Tiene que desarrollar la fuerza de cierre de la prensa, para

reaccionar al empuje del material durante la inyección.







Plancha fijaPlancha móvilPlancha de reacción

Columnas de desplazamiento


Grupo de cierre


12

4

3

Principales grupos de cierre

Hidráulico

La forma más sencilla para mover la plancha móvil es de interponer un gato con cables entre la plancha misma y el cabezal.

Durante la fase de traslación, el aceite es enviado solo al pistón más pequeño. En el cilindro grande se genera una descompresión que, succionando el aceite desde el tanque (4) a través de la válvula (3),llena el cilindro mismo. En muchos casos, para facilitar este proceso, se posiciona el tanque del aceite sobre el cilindro.






312


Hidro‐bloqueante

La traslación es efectuada a través de un gato con cables de diámetro pequeño(1), entonces un pistón más grueso (3),pero con recorrido limitado, es bloqueado por los gatos

radiales (2), en modo de no permitirle retroceder. A partir de este punto el pistón (3) puede generar la fuerza de cierre

máxima.



En este sistema se ha agregado una

”cabeza en cruz“ (1), que por medio

de las palancas de empuje (2) provoca

la rotación de las bielas cortas (3) y el

movimiento de las bielas largas (4).

Evolución juntando dos rodilleras sencillas

Doble rodillera

12

3 4

43

2

12

34 5

Trae ventajas, en términos de solidez, del sistema y mayores recorridos obtenibles en el mismo espacio.







Rodillera Doble (funcionamiento)

Fase de Cierre

Fase de abertura


Fase de Cierre

Fase de abertura


Pistónde cierre

Columnas

Trineo

Plancha fijasPlancha móvil

Plancha extracción

Tornillo defijación

Pistón decierre

Grupo de Cierre ‐ Hydro Block (Planos libres)






El Proceso de moldeo por Inyección

FUERZA DE CIERRE


Fuerza de cierre


Semi‐molde fijo

Área Totalproyectada

Fuerza de

Pieza

Pieza

Fuerza de

cierre






ca. 100 cm2

113 mm

Material: Policarbonato (PC)

Gate


Fuerza de cierre


Abertura

P

P

P

P

P

C

C

C

C

Plancha móvil

Plancha fija

a

aP P P

C = P cos a

CAVIDAD


Fuerza de cierre

Abertura






Como calcular la presión especifica

en cavidad con relación a:

1. Grosor de pared

2. Longitud de flujo

3. Viscosidad del material

Es.: PC (escala C)

Grosor = 1,5 mm 1,5 mm

Flujo = 200 mm 300 mm

Presión espec. = 500 bar 750 bar

NOTA :

En paridad de dimensiones será necesaria

una presión especifica inferior

utilizando un polímero con viscosidad inferior. 500


200

300

750



Unidad de

plastificación






Unidad de Plastificación/ Inyección

... desde prensa con Plastificador a “Pistón”...

... a Prensa con Tornillo punzonador.



El grupo de Plastificación/Inyección

•Ocurre en el interior de un cilindro, estático, en el que rueda un

tornillo sin fin con movimiento constante y con el diámetro del

núcleo variable.

•El cilindro es calentado por resistencias y termo‐regulado por un

adecuado sistema, así como la boquilla de acoplamiento con el

molde.

•El tornillo esta conectado por un eje al motor, che puede ser

tanto eléctrico como hidráulico.

La Plastificación







El grupo de Plastificación/Inyección

La Inyección

Es la operación en la que se transfiere material en estado de

fusión desde el cilindro de plastificación hasta el interior de la

cavidad, o de las cavidades, del molde

Es efectuada por la “unidad de inyección” constituida por el

“armazón del trineo”, por el cilindro hidráulico, por el pistón de

inyección y por la brida de inyección.



Grupo de Inyección

Desempeña función de:

Transformar el polímero desde el estado solido al estado

fluido a través de:

El calor de las resistencias

La fricción funcional causada por la rotación del tornillo y

de la contrapresión

Tornillo de Plastificación






Datos identificativos de un tornillo


h0P e

h1

longitud del filete( L )Gambo

a b c

D

Diámetro (D) ________________________________ Relación L / D _______________________________ Relación de compresión (h1 / h0 ) ______________

Alimentación (a) Longitud de la zona de Compresión (b)

Dosificación (c)

Profundidad de filete en la zona de Alimentación (h0)Dosificación (h1)

Paso (P) ____________________________________

Capacidad18 – 20Función Diámetro y Material

Función Diámetro e MaterialFunción Diámetro e Material

Igual Diámetro

50 – 60% La naturaleza 25 – 20% del Polímero25 – 20% es determinante


Tornillo de plastificación Standard

con Elemento de Preparación de compuestos

Alimentación Compresión Metering

Alimentación Compresión Metering

Mixer Dinámico

Mixer Dinámico







Los Tornillos “ Barrera “ – Como funcionan ‐

Separan material solido y fundido a través de un segundo filete


Canal del”Fundido”

Canal del”Solido”

Filete”Primario”

Filete”Barrera”

Uniroyal

Canal del”Fundido”

Canal del”Solido”

Filete”Primario”

Filete”Bariera”

MC3


Unidad de Plastificación / Inyección Boquilla mezcladora estática







En posición A) la válvula (2) se

apoya al distancial (3) y está

en la posición adoptada durante la

inyección.

En posición B) la válvula se desplaza adelante, apoyándose en las

alas de la ojiva (1), para permitir la plastificación.

El material puede así fluir delante de la ojiva y acumularse para la

siguiente inyección.

Grupo de Inyección

La función de la válvula es de consentir o prevenir el flujo de material, delante de la ojiva, desplazándose adelante y atrás.

1 2 3

A (iniezione) B (ricarica)

Válvula de ”no retorno” ‐ Ojiva


cojín

Cojín de Material

Es el material que queda en el

cilindro cuando la fase de

Inyección “dinámica” se ha

completado.

Durante la fase de Inyección

“estática” hay que permitir al cojín

de transferir una presión de

Solidificación y una cantidad

apropiada de Material al interior

del molde.

Es un “mal” necesario.







Unidad de Plastificación / Inyección

Que ocurre en su interior

vN

dz

W

F b

F na

F npF fa

F r

F p1

F fp

v b

D v

sz

q

f

Fuerzas

Velocidad

Db Ds

H



Que ocurre en la unidad de plastificación

La acción provocada por el tornillo sobre el material genera

diferentes flujos en los espacios entre el mismo y el cilindro:

Flujo de desplazamiento

Flujo de retorno

Flujo transversal

Flujo de fuga








• Flujo de desplazamiento :

Flujo generado por la fricción debida a la acción del

transporte del material desde la tolva hacia la boquilla

• Flujo de retorno :

Flujo de la masa che se mueve en dirección opuesta a la

dirección de marcha, o sea desde la boquilla hacia la tolva




• Flujo transversal:

Flujo derivado de la combinación de los anteriores, con

ángulo diferente y con desplazamiento transversal respecto

al fondo del canal del tornillo. Es determinante para el

efecto de la preparación de compuestos mecánica e térmica.

• Flujo de fuga :

Flujo que se manifiesta entre la cresta del filete y la pared

interna del cilindro. Tiene las mismas causas que el flujo de

retorno.







Representación esquemática de la “Plastificación”

Grupo de inyección

CILINDRO

CILINDRO

F4

F4

F3 F4

F2

F1

F3

TORNILLO

F4

F4

F4

FLUJO DE DESPLAZAMIENTO(F1)

Flujo de la masa en dirección de la salida generado por la fricción debida a la acción de transporte del

tornillo

FLUJO DE RETORNO (F2)Flujo de la masa que se mueve en dirección de la tolva en

oposición al flujo de desplazamiento

FLUJO TRANSVERSAL (F3)Combinación de flujos F1 e F2 con movimiento trasversal al

fondo del tornillo. Importantísimo para la preparación de compuestos y para el efecto térmico sobre el material

FLUJO DE FUGA(F4)Flujo causado por las mismas causas que el flujo de retorno que fluye en

el espacio entre pared interna del cilindro y crestas del los filetes



Aunque en la imagen se muestren cuatro flujos separados, en la

realidad se identifican dos movimientos:

Rotativo y de Avance

Estos generan unos efectos que producen fricción sobre la

superficie fija del cilindro y también sobre la parte móvil del espacio

del tornillo

Dichas fricciones se pueden “controlar”, en cierta manera,

gestionando las variaciones de temperatura en las varias zonas del

cilindro, operando con las resistencias de calentamiento.








Movimiento de Avance

En caso de prevalencia de este movimiento no se generará un

efecto de alta calidad en plastificación y dispersión de varios

materiales.

Por eso no se puede considerar útil cuando se desea obtener un

material homogéneo desde el punto de vista físico y térmico

Atención en los ciclos rápidos con tiempos de varga brevísimos




Movimiento Rotativo

Es el movimiento que provoca el calentamiento por fricción del

material, obteniendo un material bien mezclado y plastificado,

con efectos positivos sobre la calidad de los productos.

Cuando este movimiento prevalece, necesita gran atención a los

tiempos de residencia y hace falta obrar de manera de controlar

los efectos negativos.







Velocidad de rotación/ Velocidad periférica/ Diámetro tornillo


∆ àngulopercorso

∆

velocidad derotación∆∆

Velocidad angular o velocidad de rotación.

2

1

1 2= (∆ constante

Velocidad periférica/radiales (f) es la velocidad de un punto situado en la periferia de un cuerpo que se mueve en

circulo.

/

2 ∙ ∙ (f3)(f2)

(f1)(r1)

(r2)

(r3)

< (< (


Velocidades radiales aconsejadas para diversos Polímeros







Velocidad de rotación/ Velocidad periférica/ Diámetro tornillo

Velocidad

tornillo en giros/minutos

Diámetro del tornillo en mm

10

20

30

40

50

70

90

140160180200

300

400

60

80

100

120

20 30 40 50 60 80 100 120 160 180140

Velocidad

periférica tornillo en m

/seg.

0,10

0,15

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,80

1,00

2,00

1,50



Fuente de calor “térmica”

Constituida por resistencias puestas en el exterior del cilindro de plastificación, tiene gran influencia sobre el material en proximidad de la pared del cilindro

pero es inferior sobre la superficie del tornillo.

La transferencia de calor no es uniforme.


Fuente de calor "mecánica”

Generada por la fricción del

material en fase de

plastificación por

desplazamiento y

compresión.

Esta acción transfiere y

reparte de forma uniforme

el calor generado en el

interior de la masa del

material tratado.

Gestión del “calor”






Gestión del “calor”

•En la distribución del calor en el interior de la masa fundida es

necesario explotar mayoritariamente la fuente de origen

“mecánica”, en lugar que la fuente de origen “térmica”,

•En función de un valor de 70 ÷ 80% sobre el total.

•Para obtener este resultado

•es indispensable un estudio preciso de la geometría del tornillo

de plastificación.



Determinación empírica

Apenas el tornillo sea visible agregar algunos gránulos de colorcontrastante. En el mismo momento iniciar un cronómetro

y pararlo en cuanto el material “ensuciado” por el nuevo color salga por la boquilla.

Durante esta operación mantener el tiempo de ciclo.

Tiempo di residencia







< 1D

1D 2D 3D

> 4D

4D

Unidad de Plastificación/ Inyección ‐ Como utilizarla




LAS

BOQUILLAS






D1D2

L

L

Boquillas de la prensa – Boquillas de flujo libre


1,3 1,8


Boquillas de la prensa con válvula

Muelle Interno y Mando externo








DESCRIPCIÓN DEL

CICLO DE MOLDEO

POR INYECCIÓN


CONDICIONES O

PER

ATIV

AS

TEMPERATURA CILINDROVELOCIDAD ROTACIÓN TORNILLOCONTRAPRESIÓN

VARIABLES PRINCIPALES

MATERIALDISEÑO TORNILLO

PRESIÓN MÁXIMAVELOCIDAD INYECCIÓNTEMPERATURA MOLDE

MOLDE

PRESIÓN MANTENIMIENTOTIEMPO DE APLICACIÓNTEMPERATURA MOLDEEXTRACCIÓN

SISTEMA DECONDICIONAMIENTO

INYECCIÓN

CALIDAD MATERIAL FUNDIDOTEMPERATURA ‐ HOMOGENEIDAD‐ DEGRADACIÓN

PLASTIFICACIÓN

PRECIO FINALDIMENSIONES‐ RESISTENCIA ‐ APARIENCIA

EMBALAJEENFRIAMIENTO

CAVIDAD ‐MORFOLOGÍA del MATERIAL ‐ TEMPERATURA ‐ ORIENTACIÓN ‐ STRESS

RELLENO

El Moldeo por Inyección







LOS PARÁMETROS A

TENER EN CUENTA


Temperatura (Material y molde)

Velocidad de inyección

Presión de compactación

• Valor de la Presión

• Tiempo de Aplicación

Velocidad de rotación del tornillo

Dosificación

Tiempo de ciclo

Parámetros a tener en cuenta








TEMPERATURA

DEL MATERIAL


La temperatura del Material “Fundido”

(Melt temperature)

La elección de la correcta temperatura del “Fundido” es de vital

importancia para obtener piezas de calidad, en particular cuando se

transforman tecno‐polímeros semi‐cristalinos que, como es sabido,

aguantan un margen de tolerancia muy inferior al que aguantan los

polímeros amorfos.

Por eso el control de la temperatura tiene que ser muy preciso

cuando, por ejemplo, se transforman POM (acetales), PA (nylon),

PBT e PET (poliésteres).

El productor y las condiciones de la maquinaria influenciarán

directamente las propiedades del producto final, si no hay errores

precedentes, por ejemplo, errores de proyectación.







La temperatura del Material “Fundido” (Melt temperature)

Semi‐cristalinos Temp. TG (°C) Temp. TM (°C) Melt temp. (°C)

POM‐H ‐ 85 175 215 ± 5

PA 66 57 255 290 ± 10

PA 66 30% GF 57 255 295 ± 10

PA 6 75 225 250 ± 10

PA 6 30% GF 75 225 270 ± 10

PBT 55 225 250 ± 10

PBT 30% GF 55 225 250 ± 10

PP ‐ 20 170 200 ± 10

PP 30% Talcum ‐ 20 170 230 ± 10



La temperatura del Material “Fundido” (Melt temperature)

Amorfos Temp. TG (°C) Melt temp. (°C)

SAN 110 200 ÷ 270

ABS 80 ‐ 110 220 ÷ 280

PC 150 290 ÷ 330

PC GF 150 300 ÷ 340

PC / PBT 125 270 ÷ 320

PPE / PSHI 160 ‐ 190 275 ÷ 315

PC HH 167 310 ÷ 340

PMMA 105 ‐ 115 180 ÷ 270

PVC‐U 85 150 ÷ 225







PA 66 30% GF ‐ La Temperatura del “Fundido” vs. Impacto

75

80

85

90

95

100

105

230 245 260 275 290

Melt Temperature ( °C )

Resistencia al im

pacto ( % )

Temperatura de Fusión 255°C



Consecuencias de una incorrecta temperatura del “Fundido”

Una temperatura demasiado alta, caso más común, degrada el

polímero destruyendo sus cadenas moleculares además de la

descomposición de aditivos como pigmentos, modificantes de

impacto, estabilizantes y similares.

Los resultados son una reducción de las características mecánicas,

como resultado de cadenas moleculares más cortas, defectos

superficiales, causados por la descomposición de los aditivos y

”olores” desagradables.








Cuando la temperatura del “Fundido” es demasiado baja se vuelve

imposible alcanzar la necesaria homogeneidad.

Las consecuencias son una drástica reducción de la resistencia al

impacto y, en muchos casos, se registran considerables variaciones

de las propiedades físicas.

Además del que tiene la temperatura del “Fundido” , un rol muy

importante es el del ”tiempo de residencia” del polímero en la

unidad de plastificación.



5 10 15 20

Tiempo de residencia (min )

Resistencia al im

pacto

100

80

60

40

20

0

“Fundido” 280 °C

“Fundido” 310 °C

Tiempo max. diresidencia con“Fundido” a 310 °C

Tiempo max. diresidencia con“Fundido” a 280 °C

Selección de la temperatura del “Fundido”

Tiempos de residencia vs. impacto por PA 66 con refuerzo de tenacidad








Todos los Polímeros Termoplásticos sometidos a un excesivo

estimulo térmico generan productos de descomposición, causando la

formación de burbujas en la masa fundida, claramente visibles

cuando se ”depura” el cilindro de plastificación.

Otros fenómenos relacionados son el aumento de depósitos en el

molde y un desagradable olor.

Las propiedades físico‐mecánicas del polímero son altamente

influenciadas por la temperaturas del “Fundido” demasiado altas.




Las PA pierden color en situaciones térmicas críticas, incluso si el

sobrecalentamiento es causado por la excesiva temperatura de la

boquilla de la prensa.

En todos los tipos de PA la descomposición térmica es identificable

por medio de la reducción de las características mecánicas.

Midiendo en laboratorio la variación de viscosidad se puede

determinar la entidad de la degradación y de las propiedades

mecánicas pero, en general, los productores no disponen de

laboratorios capaces de efectuar estas determinaciones.








Los Poliésteres es. PBT e PET, sufren en manera especial el

sobrecalentamiento que reduce sensiblemente su resistencia.

Los defectos relativos son difícilmente identificables durante la

trasformación.

Si no se efectúan pruebas especificas de control de calidad, el "daño”

normalmente se vuelve evidente solo en fase de ensamblado o

cuando la pieza ya está en ejercicio.

En caso de decoloración el grado de degradación y la relativa perdida

de prestaciones es muy alta.

El proceso de Moldeo por Inyección


La correcta Temperatura del “Fundido”

Los Boletines Técnicos (Data Sheets) de los Tecnopolímeros indican

el intervalo optimo de la temperatura del ”fundido” para cada grado.

En general determinar únicamente las temperaturas en las zonas del

cilindro no es un procedimiento fiable, porque además de la

temperatura de las resistencias, hay que tener en cuenta que la

fricción de la rotación del tornillo genera la mayor cantidad de calor

total.

El calor generado depende de la geometría del tornillo, de su

velocidad radial y de la ”contrapresión”.







Determinación de la Temperatura y Calidad del “Fundido”



Para facilitar una determinación precisa de la temperatura se

aconseja seguir estas pautas:

• Utilizar la sonda del indicador de temperatura con diámetro

inferior a 1,5 mm (mayor exactitud).

• Precalentar la sonda

• Recoger el ”fundido” en un contenedor ”aislado”.

• Durante la medición ”mezclar” el fundido con la sonda.

Determinación de la Temperatura y Calidad del “Fundido”








FASE DE

INYECCIÓN


Fase Inyección – Velocidad de Inyección

Es la velocidad de avance del tornillo de plastificación que coincide

con la velocidad del pistón hidráulico con el que está unido.

La medición de esta velocidad se obtiene a través de

da un transductor de posición

que mide la posición relativa entre tornillo y cilindro.







Fase Inyección

El impulso sobre el tornillo es originado por el pistón hidráulico de

inyección, es su capacidad la que genera la velocidad de inyección

y la presión, que es controlada por “sistemas” capaces de garantizar

los valores establecidos por aquel determinado tipo de

producto, moldeo y material.

Siempre mas a menudo se controla la presión en diversos “steps”,

mediamente de 1 a 10, estos permiten el avance del tornillo con un

determinado “perfil de velocidad”.



Perfil de la Velocidad de Inyección

El perfil de velocidad tiene que ser programado en función de los

materiales y del relleno del molde sin olvidar que la fase de

inyección tiene que cumplirse en el menor tiempo posible.

Para evitar algunos defectos, por ejemplo el “Jetting”, algunas

veces es aconsejable iniciar con una velocidad baja para luego

incrementarla, según permitan las circunstancias.

La reducción de la velocidad al final de la inyección, permite la

gestión de otros defectos, por ejemplo estrías y opacidades,

debidas al pasaje en presión de mantenimiento.







Perfil de Velocidad de Inyección

Comparación entre una velocidad de inyección con perfil y una

inyección directa muy rápida.

Recorrido de inyección

Tiempo de inyección

Tornillo “adelante“

“Regreso“ causado por la presión del “fundido“ en el molde


Recorrido de inyección

Tiempo de inyección

Tornillo “adelante“

Velocidad de inyección


Fase Inyección

La fase de inyección se divide en dos fases diferentes entre si:

Fase de “Inyección Dinámica” (llenado cavidad)

El material es empujado en la cavidad del molde hasta que se

llene por completo “con control de velocidad”

Fase de “Inyección Estática” (Mantenimiento)

El material inyectado se mantiene con presión para compensar

las contracciones, para uniformar la presión, contener las

tensiones internas, gestionar los poros “con el control de

presión”







Fase de Inyección Dinámica

Su función es de llenar completamente todas

las cavidades del molde

Los parámetros que influencian esta fase son:

• La tipología del sistema de alimentación

• La geometría de las piezas

• La longitud de los flujos

• La viscosidad del material

• El enfriamiento progresivo del material

Todos los parámetros mencionados influencian la presión




Para obtener el mejor resultado posible en esta primera fase hay que optimizar el perfil de velocidad

Velocidad máxima alcanzable depende de:

El tipo de material (amorfo, semi‐cristalino, alta o baja

viscosidad, presencia de refuerzos o cargas),

La cantidad de material para inyectar y de otras situaciones

particulares (forma de la pieza, tipología de la distribución y

de la inyección)








Perfil de Velocidad

En la fase final de la inyección hay que reducirlo

progresivamente para evitar la excesiva inyección de

material en la cavidad del molde.

En esta fase se determinan:

La calidad superficial

La orientación de las cadenas moleculares

Las tensiones internas




Ultimada la fase de llenado la velocidad no vuelve a cero, de hecho

durante la fase di Post‐moldeo / Mantenimiento, continúa a

inyectar material para compensar la contracción del material en

fase de enfriamiento.

Para evitar otros fenómenos, por ejemplo fuertes orientaciones y

tensiones, el valor de Post‐presión puede ser ulteriormente

reducido, pero también en esta fase, aunque sea muy limitada, su

acción se manifiesta hasta la solidificación del material

(estado vidrioso).







Efectos de la fase de Inyección sobre la Calidad de las Piezas

La impostación de la fase di inyección es muy importante y tiene

una gran influencia sobre la calidad de las superficies. El

“perfil de velocidad” es ideal en el caso de inyecciones a baja

presión

La temperatura del “fundido” tendría que ser constante, por eso

hay que tener en cuenta que disminuye cuando se utiliza una baja

velocidad de inyección, mientras aumenta en caso contrario con

el resultado de originar, al final del llenado del molde, un material

a temperatura superior del material inicial.

Las consecuencias se pueden imaginar.



Fase Inyección ‐ La presión especifica de inyección

Situación de la presión en una maquina de inyección ”hidráulica” en el relativo circuito e en el molde durante el recorrido/avance del

tornillo.

Presión Hidráulica

Recorrido del Tornillo

Presión en la cavidad

Tiempo

PresiónHidráulicaMolde

RecorridodelTornillo

MantenimientoInyección







Fase Inyección‐ Incremento de presión durante la inyección

La presión de inyección tiene que ser suficientemente elevada

para permitir el llenado del molde con la correcta cantidad de

material.

Eventuales ajustes no tienen que ser hechos usando presión,

cuyos valores pueden ser controlados en el gráfico relativo,

que acompaña la prensa.

No olvidar que la presión de inyección es aproximadamente

10 veces la presión Hidráulica.



Fase Inyección ‐ Incremento de presión durante la inyección

Conmutación de la presión hidráulica desde ”presión de inyección” a ”presión de compactación o de mantenimiento”.


Presión en cavidad

Presión del ”fundido” de frenteal tornillo

Tiempo

Presión







Fase Inyección‐ Incremento de presión durante la inyección

El gráfico representa como la inyección ocurra en dos fases: Disminuyendo la velocidad, al final la presión cambia con retraso causando un punto de máxima desde cualquier punto de vista.


Tiempo

Presión

Presión en cavidad

Presión del ”fundido” de frenteal tornillo




VELOCIDAD DE INYECCIÓN

Y VISCOSIDAD DE LOS

TERMOPLÁSTICOS






Polímero

Fluidonewtoniano

Capacidad

( cm

3/ seg)

(Shear Rate)

Termoplásticos e Viscosidad

ASTM D 1238 ‐ ISO 1133


Medidavolumétrica

Medidaponderal

:

2,09

5 m

m

8 m

m

Gradiente de velocidad g.


Efectos de la acción de Corte

F

: . .

/

Polímero à







Efectos de la acción de Corte

t

A : más fluido

B : menos fluido

=

/

FF

F A

B



10 100 1000 100001

10000

Curva Reológica demostrativa

Shear‐rate 1 / seg

280 C0

300 C0

320 C0

Viscosidad

Aparen

te (Pa.seg)

10

100

1000







Máxima acción de Corte


ProductoTemp. Molde

°CMasa Fundida

Media °CMasa Fundida

Max. °CShear‐rate

sec‐1 x 103 ( )

ABS 40 ÷ 60 220 ÷ 260 280 50

PBT 40 ÷ 80 230 ÷ 270 300 50

PC 60 ÷ 90 280 ÷ 320 320 45

PC/ABS 60 ÷ 90 270 ÷ 300 300 40

PPE/PSHI 40 ÷ 90 280 ÷ 300 300 40

PPS 135 ÷ 150 310 ÷ 340 360 50

PA 6 60 ÷ 90 240 ÷ 280 310 60

PA 66 60 ÷ 90 250 ÷ 290 320 60

PP 30 ÷ 70 190 ÷ 250 280 60

PVC 15 ÷ 40 140 ÷ 190 210 20

g


Ecuaciones usadas para calcular el Shear‐rate

= Shear-rate seg -1

Q = Capacidad en cm3/segR = Rayo del “gate” en cm

p = Pi griego ( 3.14...)

3RQ4

= Shear-rate seg -1

Q = Capacidad en cm3/segB = Longitud del “gate” en cmH = Grosor del “gate” en cm

2HBQ6

Secciones “circulares”

Secciones “rectangulares”







Bebedero Directo ‐ Dimensiones de máxima ‐4

mm

10 m

m

4 m

m

= 5 mm ca.

5 mm

Tipología del Punto de Inyección



∅ / ]

“Puntos de Inyección‟ (Gates) ‐ Punto o Capilar







a = t x 0,5 – 0,7min = 0,5 mmmax = 2,5 mm

Productos Tal Cuales Productos con Refuerzo

a = t x 0,5 – 0,8min = 0,8 mmmax = 2,5 mm

“Puntos de Inyección ‟ (Gates) ‐ Tunnel o Submarina



ti

Pre

sió

n H

idrá

uli

ca (

MP

a)

Pre

sió

n “

Plá

stic

a” (

MP

a)

PresiónCabeza tornillo

PresiónDistribución

Presióncerca del “gate”

PresiónFin flujo

Tendencia de la Presión en el “sistema de Inyección”

tc : tiempo de ciclo 15’’ ti : tiempo d inyección 5’’ tm : tiempo de mantenimiento da 5’’ a 10’’

5 10 15 s 5 10 15 s 5 10 15 s 5 10 15 s 5 10 15 s 5 10 15 s

Presión de Línea

Presiónen el Cilindro

tc tm

P HP P H P SC P C1 P C2 P C3

Pom

pa H

idrá

ulic

a

P C2P SCP HP HP P C3P C1

Unidad Hidráulica Plastificador Molde







Mantenim. Enfriamiento

Extracción

Policarbonato MW PVT

Tg

A

B

CDE

B C

D EA

Llenado.

Solidificación

Temperatura

0 MPA

20

40

60

80

100

Volumen

Especifico cm

3/gr

Gestión de la Contracción



0 MPA20 406080100

Volumen Especifico cm

3/gr

Tg

Temperatura

Baja Post‐Presión

AltaPost

Presión

D

F C'F

B

CE D

.

La Contracción Volumétrica y

Linear estimada aplicando

las ecuaciones aquí arriba,

no tiene en cuenta las

variaciones del volumen

especifico en función de la

presión.

Gestión de la Contracción

A








PRESIÓN DE

MANTENIMIENTO


Presión di Mantenimiento

La fase de inyección es seguida por la ”compactación”, cuya

función es de compensar la contracción causada por el

enfriamiento de la masa di polímero inyectado. Para obtener este

resultado es necesario disponer de una razonable cantidad de

material para compensar esta contracción (cojín).

El cojín del ”fundido” debería ser de una longitud mínima de 3

mm desde el frente del tornillo. Durante esta fase también los

detalles del molde son ultimados, aunque el avance del tornillo

sea limitado.








El cojín está constituido por una cantidad de material “fundido“

que se queda en el frente del tornillo y es el 5 ÷ 30% de la

cantidad para inyectar, con un mínimo de 3 mm de recorrido del

tornillo y tiene que ser controlado durante el proceso.

Es importante que pueda transmitir la presión de compactación al

molde.

Las dimensiones optimas son en función de dimensión del tornillo

y del cilindro, del tipo de polímero que se transforma y, no menos

importante, de la “ancianidad“ de la maquinaria de inyección.




Si la aplicación de la presión de mantenimiento es demasiado

breve o su valor bajo, se pueden producir defectos en la

superficie y en la dimensión. Es necesario utilizar presiones

suficientemente elevadas y tiempos de aplicación idóneos para

eliminar estos los defectos, inclusas las que no son visibles.

Aplicando la presión por un tiempo superior al de enfriamiento

del “gate“ se impide al “fundido“ de entrar en la cavidad y esto no

consiente el control de contracción y/o deformación de la pieza.







Tiempo de mantenimiento demasiado breve

Muchos productores, basándose en su experiencia, tienden a utilizar

tiempos breves de aplicación de la presión de compactación y

tiempos de enfriamiento mas largos, independientemente del hecho

que transformen Polímeros Amorfos o Semi‐cristalinos o Blends.



Semi‐cristalinos Tiempos de Cristalización(seg) Amorfos

Tempos de Enfriamiento

(seg)

POM‐H 7,5 ‐ 8,5 ABS 15,8

PA66 3,5 ‐ 4,5 PS 12,1

PA66 Imp. Mod. 3,0 ‐ 4,0 PC 18,5

PA66 30%GF 2,5 ‐ 3,5

PET 30% GF 3,0 ‐ 4,0

PBT 3,5 ‐ 4,5

PBT 30%GF 2,5 ‐ 3,5

PP Genérico 5,0 ‐ 8,0

Tiempos de Cristalización / Enfriamiento (seg)

Grosor de Pared: 3 mm







Presión de Mantenimiento

Las consecuencias de una situación critica son:

Dificultad en el llenado del molde.

Variación del peso de las piezas.

Defectos estéticos de diferente entidad.

Disminución de las características de la pieza moldeada.




Que ocurre exactamente durante la fase de compactación?

Una vez llenada la cavidad del molde, las moléculas del polímero

empiezan a enfriarse o a cristalizar, alineándose recíprocamente y

determinando un aumento de la densidad del polímero mismo.

Este proceso inicia en la “zona externa“ y termina

en el “centro del grosor de pared“.








Como identificar el tiempo correcto?

Para obtener de la pieza moldeada prestaciones optimas, el

tiempo de compactación tiene que ser determinado de forma

gravimétrica reduciéndolo al mínimo. Esto presupone que el

gate haya sido proyectado y posicionado correctamente.

También es muy importante que los valores determinados de

presión, velocidad de inyección, temperatura del material y del

molde sean correctamente respetados y mantenidos.

El proceso de Moldeo por inyección


Determinación experimental del tiempo de mantenimiento


Tiempo (seg)5 10 15 20

Tiempo de Solidificación

50,2

50,1

50,0

46,0

45,5

Peso de la Pieza (gr.)

*

**

* * * * *






Fase Inyección ‐ La conmutación

Los sistemas de conmutación son, normalmente :

Temporizada

Hidráulica

Volumétrica

Presión de Cavidad



Fase Inyección ‐ La conmutación ”temporizada“

En el caso de conmutación ”a tiempo“ el cambio de presión no tiene en cuenta el grado de llenado del molde, aunque el tiempo de inyección pueda ser influido por una baja temperatura de masa, por un diferente melt index del material y por la influencia de estos parámetros sobre la velocidad de avance del tornillo a la que se debe la fricción.

Estos limites aconsejan de no utilizar este sistema de conmutación.


Fase Inyección ‐ La conmutación ”hidráulica“

En el caso de conmutación ”hidráulica“ el cambio de presión no tiene en cuenta el grado de llenado del molde, ya que la presión hidráulica de inyección influido por una baja temperatura de masa, por una diferente viscosidad y por otros posibles “impedimentos físicos”.

Esto aconseja de no utilizar este sistema de conmutación que podría resultar muy irregular e inconstante.







”volumétrica“

Con este sistema de conmutación en presión de mantenimiento, la variación de presión tendrá lugar en cuanto el tornillo haya alcanzado una determinada cuota de avance.

Cuando el volumen de inyectar es reducido, y por consecuencia el recorrido del tornillo breve, se pueden ocasionar variaciones en la cantidad del polímero inyectado.

Estas pequeñas variaciones de dosificación son suficientes para causar variaciones importantes en la presión del molde


”de cavidad“

Es posible utilizar “transductores de presión” en la/las cavidad del molde para medir la presión del material dentro del molde. Su uso se vuelve cada vez mas frecuente, no obstante todavía hayan algunos problemas con su posicionamiento.

El desarrollo tecnológico ha consolidado la necesidad de usar estos sensores para controlar el proceso de llenado de grandes moldes, para el control de calidad de los productos técnicos y del proceso de moldeo por inyección.



Que ocurre exactamente durante la fase de mantenimiento?

Una vez llenada la cavidad del molde, las moléculas del polímero

empiezan a enfriarse o a cristalizar, alineándose recíprocamente y

haciendo aumentar la densidad del polímero mismo.

Este proceso empieza desde la “zona externa“ y termina en el

“centro de grosor de pared“.

Con un tiempo breve de compactación se forman pequeños vacios

(micro‐porosidades), que pueden tener efectos negativos sobre las

propiedades de la pieza.







Los datos de la presión interna del molde registrados con

sistemas, permiten "ver" los efectos de los parámetros de

proceso.

La tendencia de la presión interior del molde es fuertemente

influenciada por la temperatura del “fundido” (melt

temperature).

Con una elevada velocidad de inyección el grafico de la

presión de cavidad es mucho más “vertical” del grafico relativo

a una inyección lenta, permitiendo el alcance de la presión de

mantenimiento en tiempos más rápidos. De hecho la

necesaria presión de mantenimiento depende de la velocidad

de inyección.



La temperatura del molde tiene una relativa influencia sobre

la presión en la cavidad en la fase de ”inyección dinámica” y se

puede ver en los relativos gráficos. La razón es la breve

duración del tiempo de inyección y por eso el efecto sobre el

incremento de presión es exiguo.

En la fase de ”mantenimiento” la temperatura del molde tiene

una influencia significativa.







Perfil de Presión en las dos fases de inyección

Inyección dinámica

Presión de inyección (cm

/ seg)

Tiempo de

máxima

Inyección estática


Tiempo (seg)

Presión en cavidad


Fase de Inyección Estática

Durante esta fase, a diferencia de la fase dinámica en la que el

material estaba “comprimido de forma isotérmica”,

se ejercita una

“compresión sobre el material en rápido enfriamiento”.

Su acción/duración tendrá que seguir hasta la completa

solidificación del producto.








Su función es de completar el llenado de las cavidades del molde a

través de la vena fluida, para compensar la reducción de volumen

del material durante su enfriamiento y mantener una suficiente

presión para evitar un “reflujo de material” desde las cavidades del

molde hasta el canal de alimentación más próximo al punto de

inyección.




L a Inyección Estática empieza con la conmutación en fase de

mantenimiento y puede seguir un perfil,

no de velocidad como en la fase dinámica, si no de presión y con

valores que son siempre reducidos con el tiempo.

El perfil de presión es aconsejable con materiales amorfos y a

menudo es inútil con los materiales semi‐cristalinos







Presión hidráulica( bar )

Tiempo (seg)

Inyección dinámica Inyección Estática

Fase de Contrapresión

Tiempo total de inyección

Perfil de presión en las dos fases de inyección ‐ Semi‐cristalinos


Presión hidráulica( bar )

Tiempo (seg)

Inyección dinámica Inyección Estática

Fase de Contrapresión

Tiempo total de inyección

Perfil de presión en las dos fases de inyección ‐ Amorfos




En la fase de mantenimiento se determinan :

El peso final de la pieza

La contracción final de la pieza

La distribución homogénea de la presión

La eliminación/ gestión de las tensiones








La entidad de la Presión de Mantenimiento es aconsejada,

normalmente, por los productores de materiales, mientras que el

Tiempo de Mantenimiento tendrá que ser determinado

aplicando tiempos crecientes hasta alcanzar

la constancia de peso de la pieza, que tendrá que permanecer casi

invariada también aumentando la presión.

El “Tiempo Ideal” será el tiempo mínimo necesario para alcanzar la

constancia de peso y las prestaciones requeridas.




El tiempo optimo de aplicación puede ser determinado pesando las piezas obtenidas con tiempos diferentes.

Tiempo (seg)5 10 15 20

Tiempo desolidificación

50,2

50,1

50,0

46,0

45,5

Peso de la Pieza (gr.)

*

**

* * * * *







Determinación del tiempo de compactación desdela Curva de Presión de Cavidad

NO caída de presión ≡ Tiempomínimo de compactación

Presión de Cavidad

Tiempo de Compactación (seg)

t1 t2 t3



Fonte : KISTLER

Fase Inyección ‐ La presión de cavidad

Termo-pareja

Sensor de presiónde cavidad







Fase Inyección ‐ La presión de cavidadPresión cavidad

Tiempo

1

Start inyección

2

El material alcanza el sensor

3

cavidad volumétricamente llena (switch‐over)

4

Las variaciones de volumen debidas al enfriamiento del material son compensadas por el aporte de otro material en la cavidad.

5 Sello de la entrada

6

Presión atmosférica(abertura molde)

Fonte : KISTLER



Comparación Presión Hidráulica / Presión de Cavidad

Tiempo de inyecciòn

Veloz

t0

P3P2P1

t3t2t1

MediaLenta

T0 T1 T2 T3 T4 T5Tiempo

Presión en Cavidad

DP in S1

S1 : Alta Temperatura

Tiempo de mantenimiento S1

Tiempo de mantenimiento S2

DP in S2

Temp. S1 > Temp. S2

S1 : Alta TemperaturaS2 : Baja Temperatura

BebederoAbanico

Tiempo de inyeccion

Tiempo de mantenimiento

Capilar

DP

gate

Presión en Cavidad

Presión en Cavidad

Tiempo de inyeccion

T0 - T1 : Llenado brújula y distribuidores

T2 : Inicio de la presión de cavidad

T1 - T3 : Llenado de la Cavidad

T3 - T4 : Presurización

T4 - T5 : Presión de compactación

da T5 : Alimentación

Inyección Presurización Mantenimiento

Presión

T5

Presión en cavidad vs. velocidad de inyección

Presión en cavidad vs. temperatura moldePresión en cavidad vs. geometría del “gate”






Las Operaciones Secundarias

sobre los Productos en

Polímeros Termoplásticos


DISEÑO- FORMA -

PROCESO MATERIAL

PIEZAS

Diseño paramaterial

Diseño para transformación

Diseño para prestaciones

Las Operaciones secundarias






Las varias técnicas de acabado









Compatibilidad Química : DIN 53449 part 3


Integro

Atacado







Serigrafía

Impresión con Tampón

"Hot foiling / Stamping“

Laser Marking

Proceso Cubic (Aquagraphics)

Sublimación

Flocadura

Impresión Off Set

Impresión Roto‐grabado

Tipologías de Tratamientos de Superficie

Procesos de Decorado


Las tecnologías de acabado







La Impresión por Serigrafía

Ventajas:

• Muy económica para medias y grandes tiradas.

• Adecuada para cualquier tipo de material.

• Impresiones de grandes dimensiones.

• Colores muy cubrientes y resistentes en el tiempo.









La Impresión por Tampografía

En la Tampografía, un "cliché" se llena con tinta, eliminando el

exceso con una adecuada cuchilla.

Un tampón flexible, normalmente en caucho de silicona, es utilizado

para transferir la tinta contenida en el cliché, del cual asume la

forma, sobre el producto plástico final.

La tinta, de hecho, se transfiere desde el cliché al tampón y cuando

este entra en contacto con la pieza que tiene que ser decorada,

transfiere la tinta sobre la superficie.




La naturaleza suave y flexible del tampón permite la impresión sobre

superficies conformadas o en relieve.

En comercio hay muchas calidades de tinta disponibles, para hacer

frente a aplicaciones peculiares y a los fenómenos químicos relativos

a estas, como agresión química, efecto secante, etcétera








Para la Tampografía se utilizan tintas liquidas que se aplican

directamente sobre el substrato plástico. Existen tintas reactivas a los

rayos UV que se aplican sobre capas de tinta que todavía no se han

endurecido. (wet‐on‐wet).

En comparación con la Serigrafía, la Tampografía deja

una capa de tinta mas sutil.

La Tampografía puede ser utilizada con éxito sobre la

casi totalidad de los polímeros.



El principio de funcionamiento ‐ Sistema “abierto“








El principio de funcionamiento ‐ Sistema “cerrado“














Hot Stamping / Foiling

Soporte

Protección

Hoja Decorativa(color, metal...)

“Adhesivo”

Agente de Desmolde








Cabeza en relieveCalentada

yugo inferiorProducto

Cinta / hojacoloreada

Cinta / Hojacoloreado

yugo inferior

Producto en relieve

Cabeza en cauchode silicona calentada

En el Hot Stamping standard una cabeza conrelieve calentada transfiere el color desde la hoja a la pieza en plástico.

La variación del Hot Stamping consiste en una “placa”en caucho de silicona calentada que transfiere el color desdela hoja a la pieza en plástico con relieve


• Proceso económico y sin solventes

• Libertad de diseño decorativo

• Temperatura limitada

• Limitación en la forma de la pieza

• Posibles deformaciones










Láser Marking / Printing








Para obtener diferentes efectos de contraste y superar las actuales

limitaciones, los mayores productores de pigmentos están

trabajando en el desarrollo de nuevas formulaciones.

Los resultados alcanzados hasta ahora permiten obtener

buenos resultados sobre algunos polímeros (PC; PP) también en el

“color sobre color”, como “verde claro sobre verde oscuro”, “rojo

claro sobre rojo oscuro” y también “azul claro sobre azul oscuro”.





Grabado :

Causado por la descomposición

del polímero sobre la superficie

en la zona alcanzada por el rayo

láser.

Foaming :

El material sobrecalentado en la

zona alcanzada por el rayo láser,

desarrolla un gas que es

incorporado en el producto.

Láser

Dirección impresión

Producto

”Foam”

Zona caliente

Dirección impresiónProducto

Láser

Incisión








Producto

Superficiecoloreada

Láser


Zona caliente Láser

Superficieablativa

Producto


Decoloración:

Este método, que no altera la

superficie, se usa generalmente

con polímeros que contienen

pigmentos modificables a

través de la acción del láser.

Ablación:

Productos plásticos con masa

coloreada o transparente

sometidos a recubrimiento

superficial, del cual se elimina la

capa más superficial de pintura,

según la forma deseada.


Metalización / Recubrimiento superficial + Láser + Ablación







Los principales beneficios de la impresión láser incluyen;

Alta velocidad y alta producción

Proceso fiable y permanente

Cavidades permanentes

Proceso sin contacto

Se pueden usas imágenes generadas por un ordenador o por una

máscara

Facilidad de automatización y programación

Capacidad de marcar una amplia gama de materiales y formas

Facilidad de manutención e instalación










Procesos de Decorado ‐ Aquagrafic ‐ Cubic


Fonte: Idrodecor

Acabados

Madera

Brezo

Mármol / Granito

Carbono / Geométrico

Camuflaje

Tejido / Piel

Fantasía







Fonte: IdroDecor

La película se extiende sobre la superficie del agua. No se trata de

una película adhesiva, si no de un proceso que permite transfer la

imagen y/o el efecto presente sobre particulares películas

hidrosolubles al objeto que se quiere decorar.

La película se activa con productos específicos.

El diseño/decoración presente sobre la película se transfiere al

objeto

El objeto decorado es sometido a un lavado

Después pasa a una fase de secado

El proceso termina con una fase de aplicación de una capa

transparente de protección, opaca o brillante.



Una película hidrosoluble con un elemento impreso flota en

el agua. La velocidad de solubilizaciòn es igual a la

velocidad de avance.

Inmersión de la pieza, posicionada cara abajo, a través de una película

hinchada, de su superficieactivada.

Procesos de Decorado‐ Aquagrafic ‐ Cubic






Extracción de la pieza decorada.

Separación desde la película de soporte.

Aplicación de unesmalte transparente

de protecciónCatálisis delesmalte

de protección




Ejemplos de empleo








Deposición Física del Vapor

La deposición física del vapor es la condensación de los vapores de

un metal, en la mayoría de los casos Aluminio, sobre un soporte, en

nuestro caso la superficie de la pieza.

Para obtener la vaporización (sublimación) se calienta el metal puro

en un ambiente con elevado grado de vacío.

Procesos de Metalización

Métodos de Metalización ‐ Proceso ”Al Vacío”






Depósito Convencional de Metales

Aplicación de un esmalte de base para obtener superficies con

mucho brillo (materiales GF o MF)

Fusión / sublimación del metal en ambiente controlado en

presencia de gases cuales N2, O2, Ar

Deposición / condensación del metal


Métodos de Metalización ‐ Proceso ”al Vacío”




Vacío : ca. 10‐4 Torr.






Metalización al vacío por “Sputtering”

Por medio de un equipo de alto voltaje, se genera un campo

eléctrico entre el soporte de la pieza, puesta “a tierra” y un

electrodo negativo, constituido por el metal o la aleación metálica

elegida por la deposición.

Este “electrodo” tendrá la función de “donante” del metal de

revestimiento.




• El revestimiento en Sputtering es uno de los métodos mas

flexibles para depositar químicamente el metal.

• El material de revestimiento es insertado en la cámara al vacio

como cátodo, en forma de plancha metálica.

• Después que la cámara haya sido vaciada, se introduce el gas de

proceso (normalmente se utiliza Argon por su elevado peso

atómico).

• Se aplica un alto voltaje.



Proceso ”Sputtering”









Si además del gas de proceso se introduce en la cámara un gas

reactivo, como por ejemplo nitrógeno o acetileno, el nitruro o el

carburo generados por la reacción se depositan sobre los

sustratos.

Diversos cátodos constituidos por materiales diferentes pueden

ser insertados en un sistema de revestimiento al vacio, en manera

de reproducir sistemas multicapa.

Además es posible modificar la combinación de las capas

variando la combinación de los gases reactivos.





Ionizzazione Sputtering Deposizione

Substrato

Catodo

Catodo SubstratoAr+

Argon

Atomi di

Argon

Rivestimento

Vuoto









Vacío : ca. 10-6 Torr.




Proceso ”Dicroico”






• Esta prestación se obtiene aplicando múltiples capas de

sustancias con diferentes índices de refracción, en modo de

poder filtrar emisiones luminosas de longitud de onda especifica.

• El tratamiento dicroico es usado en aplicaciones que generan

mucho calor, como reflectores para pequeñas lámparas

alógenas, lámparas de dentista o lámparas para salas

operatorias.

• El PEI es particularmente adecuado por el tratamiento Dicroico,

porque tiene la particularidad de reflejar la luz visible y de ser

atravesado por la radiación infrarroja.



Proceso ”Dicroico”









Métodos de Metalización ‐ Electrodeposición galvánica



Metodos de Metalización ‐ Electrodeposición galvánica

Evitar superficie piana

Preferir






• Todos los materiales plásticos pueden metalizarse por vía

galvánica, aunque los resultados que se obtienen son

substancialmente diferentes en lo que toca a la Adhesión de la

capa metálica con la subcapa.

• Esto depende del hecho que la adhesión es física y no química;

por tanto, si sobre la superficie por tratar no puede crearse una

estructura capaz de “fijar” la capa metálica, ésta puede

fácilmente desprenderse, durante el uso de la pieza, por las

solicitaciones térmicas o mecánicas.


Métodos de metalización ‐ Electrodeposición galvánica


Por tanto, antes de someter a un tratamiento galvánico un

producto, es necesario efectuar un tratamiento químico

específico debido al material plástico utilizado en su

producción.

A esta operación se le conoce como:

TRATAMIENTO CON MORDIENTES








• El ácido sulfo‐crómico, una solución de una sal de Cr6+ en ácido

sulfúrico, es un agente oxidante muy fuerte.

• Esta solución puede “morder” :

ABS y aleaciones PC/ABS, en proporciones específicas para

galvánica, se “muerden” con resultados óptimos.

• El tratamiento con mordientes de otros productos como PA,

PP, PPE/PS, se puede obtener con soluciones dedicadas y en

grados específicos.



Tratamiento con mordientes




ABS: de galvanización

SIN mordientes

ABS: de galvanización

CON mordientes

Tratamiento con mordientes






Procesos de metalización












Procesos de Decoración






• Mejorar la estética

• Cubrir los defectos de moldeado

• Uniformar los colores

• Efectos especiales :

• metálico, “soft feel”, brillante, satinado etcétera.

• Funcionalidad :

• protección UV, conducibilidad, contra raspaduras

• Contra desgaste, etcétra.

Procesos de Decoración

¿Por qué pintar?







La pieza moldeada debe ofrecer:

Ninguna línea de flujo / unión

Terminado óptimo para mejor “estabilidad”.

Evitar daños de “manipulación”.

Alta calidad de la preparación.

Fácil “de pintar ” (diseño).

Procesos de Pintura

La Pintura


Ángulos de deformación

Eliminación de los factores de separación que influyen

negativamente en la adhesión y en la mojabilidad del soporte

Perfiles de nervaduras y broches

Eliminar todos los signos de rechupado que pueden ser visibles

en el producto terminado

Posición de las Líneas de unión

Asegurar propriedades estéticas óptimas

Procesos de Pintura

La Proyectación debe considerar

La Pintura






Espesores de pared y geometría

Asegurar la resistencia necesaria al calentamiento durante la

fase de polimerización de la pintura y a la resultante del shear

[corte] en la fase de moldeado

Degasificación del Molde

Eliminar todos los contaminantes superficiales que se han

depositado en la condensación de los gases de moldeado

Posición y número de los Puntos de Inyección

Eliminación de los defectos superficiales y asegurar un llenado

correcto de la cavidad del molde

Procesos de Pintura

El diseño debe considerar

La Pintura


El efecto decorativo deseado en función de :

Exigencias funcionales específicas y técnicas de aplicación

Reducción de las variaciones de color después del uso

Correspondencia cromática de materiales diversos

Temperatura de catálisis apropiada al material elegido

Disolventes y diluyentes adecuados al soporte :

a. Características de evaporación, efecto en la subcapa,b. Características filmógenas y reológicas de la pintura, c. Efectos solvatantes en la resina

Procesos de Pintura

La pintura debe offrecer

La Pintura






Solventes comunmente usados

Solventes para pinturas al "Solvente"

Diacetona alcohol Butilacetato

Metiletilcetona Toluol

Metilisobutilcetona Xilol

Ciclohexanona

Co‐solventes para pinturas “de agua”

Butanol Etilglicol

2 ‐ Butoxietanol Metilpirrolidona

Procesos de Pintura

La Pintura







Morfología del Material

Pintura

Adhesión de la pintura

Procesos de Pintura


El ángulo de contacto de un líquido con un sólido se considera como

“Índice de mojabilidad”

Polaridad

Una alta polaridad permite una mejor mojabilidad de las superficies.

Solubilidad

Depende de la estructura. Los materiales amorfos se solubilizan/disuelvenmás fácilmente.

Composición

La contaminación (polvo, suciedad, grasa, rebabas, etc.) de las áreas por pegar, limita el contacto de adhesión.

Tensión superficial ‐Mojabilidad ‐ Polaridad ‐

a

a

Escasamojabilidad

Elevadamojabilidad

Procesos de Pintura






Procesos de Pintura

Adhesión de la pintura


Activación de la superficie :

Flameado:

• Es el sistema de utilización más común: se pasa una flama,

que quema propano o butano, en la superficie de un

componente, manteniéndola a una distancia de 1 – 1.5 cm.

• La relación aire – gas óptima es 1.7:1.

¿Qué influye en la adhesión? Los pretratamientos

Procesos de Pintura

La Pintura







Flameado:

• La flama debe tener un cono externo de 5 a 7 cm aproximadamente, por encima de la flama azul. Se ajusta la flama para que el cono cambie de azul a azul claro y el cono externo aparezca poco visibile.

• Los ápices de las flamas no deben tocar el producto

• La velocidad más adecuada es de alrededor de 15 cm/seg.


Procesos de Pintura

La Pintura


Flama 3D

• Objetos plásticos en PP o PET o PE que tienen una forma irregular pueden ser tratadosfácilmente con una gran variedad de quemadoresespeciales, diseñados y dimensionados para este fin.

Flammatura manuale

Procesos de Pintura






Flameado automático de parachoques

Procesos de Pintura



Plasma a Baja Presión :

• Aconsejado para componentes de geometría compleja para

reducir los efectos sombra del flameado y de la corona.

• Proceso discontinuo que se presenta por descarga eléctrica en

un gas a baja presión.

• Las frecuencias usadas normalmente son Hz, KHz, MHz, GHz.


Procesos de Pintura

La Pintura







Plasma a baja presión :

• El gas empleado es el Oxígeno, aunque puede utilizarse

también el Argón para materiales especiales.

• La presión del proceso es de 1.5 – 0.35 mmHg.

• La temperatura de Proceso es 30°C – 100°C para un tiempo

aproximado de 15 minutos.

Qué influye en la adhesión : los pretratamientos

Procesos de Pintura

La Pintura


Procesos de Pintura

Plasma a Presión Ambiente

La Pintura







Tratamiento Corona :

• Distancia del electrodo a la superficie 1 – 2 mm.

• Velocidad de tratamiento 1 – 2 m/seg.

• Nuevos equipos (3D Arcotec; Ahlbrandt) permiten

tratamientos tridimensionales con desniveles máximos de 3 a

5 cm.


Procesos de Pintura

La Pintura







Aplicaciones

Reflectores Puertas para hornos

Pantallas de video ViserasAnteojos de sol Lectores de código de barrasAnteojos para manejo de automóviles

Tratamientos Protectores ‐ Hard Coating ‐

Proceso de revestimiento: hardcoating

“Ambiente de servicio“

del hardcoating

Aplicaciones ópticas

Aplicaciones para interiores

Aplicaciones para exteriores

Protección de la subcapa

plástica vs

Irradiación U.V.

Agentes químicos

Agentes abrasivos


Tratamientos Protectores ‐ Hard Coating ‐

Proceso de revestimiento: hardcoating







Ensamblado

Químico

Disolventes

Adhesivos

Térmico

Navaja caliente

Ultrasonido

Fricción

Vibración

Láser

Alta frecuencia

Mecánico

Encastres + tornillos

Tornillos

Remachado

Interferencia

Snap‐fit

Técnicas de ensamblado de los materiales plásticos






Ensamblado

El mejor Ensamblado es:

NO ensamblar, sino INTEGRAR


NO

Adhesivos

Métodos térmicos

Snap ‐ fit

SÍ

Tornillos y encastres

Interferencia

Snap ‐ fit

¿El Producto puede estar desempacado?

Criterios básicos de decisión

Ensamblado







¡¡¡ Valorar la Compatibilidad Química !!!

Ensamblado “químico“

Íntegro

Afectado






Las solicitaciones aplicadas en una unión pueden generar:

• Fuerzas de corte.

• Fuerzas de tracción / compresión.

• Fuerzas de separación (Peel Forces).

• Fuerzas con efecto palanca.

En el Ensamblado con adhesivos se aconseja operar con juntas

en presencia de fuerzas de corte seguidas por aquellas de

compresión y tracción.

Son desfavorables las fuerzas de palanca y de peeling.

Diseño para pegar

Ensamblado “ químico “


Diseño para Pegar


Superposición (preferible)Fuerzas de Corte

Junta de CabezaFuerzas de Tracción

Junta Macho‐Hembra (preferible)Fuerzas de Corte y Tracción

Palanca (evitar)

Carga Máxima

Peeling (evitar)

Carga Máxima






• Ventajas

• Aplicación simple.

• Económicos.

• Rápidos.

Desventajas

Stress cracking.

Propiedad de llenado muy limitada.

Posibles sólo materiales “similares”.

Peligroso para la salud.

Nota: Cloruratos PC, PPE / PSHI, PEI, PS, PMMAToluol PPE / PSHITHF / NMP PEIMEK, THF, Ciclohexanona ABS, PC / ABS, PC, Estirénicos, Acrílicos

Disolventes




Método químico

• Adhesivos :

Substancias que pueden mantener ensambladas partes

operando una conexión generada por la interacción entre las

moléculas del adhesivo y las de las superficies formando

enlaces químicos y electroquímicos entre puntos específicos

de las moléculas.

Al momento de la aplicación se presenta bajo una forma

fluida debiendo formar una película uniforme para que

embone con la superficie sobre la cual está colocado y con la

de la parte por ensamblar.

El endurecimiento que sigue garantiza el pegado.






Método químico



• Lavado

Agentes específicos, alcohol isopropílico, lavadoindustrial.

• Aumento de la Polaridad

Corona (posible una operación continua).

Flaming (posible una operación continua).

Plasma (discontinua en “cámara”).

• Primers

Buena adhesión entre las partes por tratar.

Pretratamientos







Se pueden unir materiales diferentes.

Los adesivos crean juntas selladas.

Los adhesivos flexibles absorben la energía de impacto.

Los adhesivos que llenan ayudan cuando se requiran tolerancias

estrechas.

Pueden unirse partes muy pequeñas y de espesor de pared

reducido.

Vantajas que ofrecen los Adhesivos



Resistencia térmica limitada.

Baja resistencia al “peel”.

Tendencia al Creep.

Tiempo de reacción en ocasiones largo.

Influencia química sobre el material plástico empleado.

Muchos adhesivos tienen poca flexibildad a bajas temperaturas.

Desventajas de los Adhesivos







Poliuretánicos.

Acrílicos.

Silicónicos.

Cianoacrílicos.

Epóxidos.

Hotmelts.

Familias de Adhesivos



Sumario

Tipo Natura Prestazioni

Estructurales

(gap filling)

Sellantes

(gap filling)

EpoxídicosResistencia química, humedad, calor, creep.

Rigidez, fragilidad y bajo impacto.

PoliuretánicosDuctilidad, flexibilidad, impacto, creep, resistencia al peeling, sensibles a la humedad.

SilicónicosImpacto, flexibilidad, resistencia térmica, bajaresistencia al corte.

Contacto

(not filling)

Poliuretánicos Ver arriba en Poliuretánicos.

CianoacrílicosCatálisis rápida, resistencia al peeling, sensible a la humedad, químicamente agressivos.

Hot melts

(not filling)

EVA, PA, Poliésteres

Adhesión rápida, limitada resistencia térmica.

Disolventes(not filling)

MeCl2, MEK, Toluol

Aplicación simple, alta resistencia, posible stress cracking, contaminantes, dañinos.








Principios en los que se basan las tecnologías de soldadura:

Ensamblado “térmico”

Fricción

Intercambio de calor

Energía

Soldadura por ultrasonido

Soldadura por vibración

Soldadura por rotofricción

Soldadura con cuchilla caliente

Soldadura láser






Compatibilidad de los materiales Termoplásticos


El Ensamblado Térmico






El ciclo de Soldadura

Fase 1: introducción en los moldes.

Fase 2: avance de la cuchilla

Fase 3: inicio del calentamiento.

Fase 4: fin del calentamiento.

Fase 5: extracción de la cuchilla

Fase 6: unión de los bordes.

Fase 7: extracción de los moldes.

Soldadura con Placa Caliente



Soldadura con placa caliente ‐ Desarrollos


Fonte :






Factores que influyen en la Soldadura

Geometría de las piezas:

Debe ponerse atención de manera especial a las juntas de soldadura en base a las aplicaciones

Temperatura:

Ésta debe ser uniforme en toda la placa. Además, en la placa debe haber un revestimiento antiadherente para evitar adhesiones de material plástico.

Velocidad del ciclo:

Ésta debe ser la más rápida posible después de la fase de calentamiento con el fin de que el material no inicie su solidificación antes del empacamiento.

Soldadura con placa caliente



Soldadura con placa caliente ‐ Configuración de las juntas








Soldadura con placa caliente ‐ Aplicaciones ‐


0.2 – 0.9 N/mm²250 ‐ 410 °CPA / ABS

0.1 – 1.0 N/mm²280 ‐ 350 °CPBT

0.1 – 0.9 N/mm²250 ‐ 410 °CPC

0.4 – 0.8 N/mm²230 ‐ 410 °CABS

0.1 – 1.0 N/mm²280 ‐ 450 °CPA 6 y 66

0.3 – 1.0 N/mm²270 ‐ 320 °CTPU

0.4 – 0.8 N/mm²230 ‐ 410 °CASA

0.3 – 0.9 N/mm²250 ‐ 410 °CPC / ABS

0.1 – 0.9 N/mm²280 ‐ 410 °CPC High Heat

Pres. de SoldaduraTemp. de la PlacaMateriales


Soldadura con placa caliente ‐ Condiciones de máxima ‐






Ensamblado térmico


Generaror de Ultrasonido

Tensión de líneaConvertidor

Booster

Sonotrodo

Pieza por soldar(inferior)

Pieza por soldar(superior)

Soldadura con ultrasonido – Esquema de herramientas








Soldadura con ultrasonido ‐ Funcionamiento del Sonotrodo


Antes de la Soldadura Durante la Soldadura Después de la Soldadura

Rebabas

Rebabas

Soldadura

Elemento defijado


Soldadura con ultrasonido ‐ Diseño de las juntas ‐

Juntas de corte






A : 0,2 - 0,4 mmdim. esterna

C : 0,5 - 0,7 mm

E : 1,25 - 1,5 B


Soldadura con ultrasonido ‐ Diseño de las juntas ‐

Juntas de corte y con control de energía

A : 0,4 mm

D : 0,06 /0,15 mm

B : 1,5 - 3,0 mm

A : 0,4 mmper B = 1,5 - 3,0 mm

A : 0,3 mm

Giogo


El ensamblado térmico






Soldadura de Fricción Rotacional

Cilindro neumático

Servomotor

Cabeza rotatoria

Pieza superiorpor soldar

Pieza inferiorpor soldar

Portaobjetos



Juntas para Soldadura de Fricción Rotacional

Las juntas tienen diversas conformaciones según sus aplicaciones:







Soldadura de Fricción Rotacional ‐ Aplicaciones ‐









Soldadura por Vibración

Soldadura de producto

de dimensiones mediano‐grande.

Movimiento alternado.

Calor de fricción.




Soldadura por Vibración

Movimiento Circular

Frecuencia : 80 / 250 Hz

Amplitud : 0.5 / 1.0 mm Circular

Movimiento Orbital


Amplitud : 0.5 / 1.0 mm Orbital

Movimento Lineal


Amplitud : 0.5 / 2.5 mm Lineal






Soldadura por Vibración Lineal y Orbital

La fotografía al microscopio

muestra un típico segmento de

unión de una soldadura de ABS

y PMMA obtenida mediante el

uso de la Soldadura por

vibración lineal.


Dos tipos de Polipropileno

pigmentados de modo diferente,

que fueron soldados con la

tecnología de vibración orbital.

Es facilmente visible la

homogeneidad de la fusión.


Juntas para Soldadura por Vibración









Soldadura Láser ‐ Longitud de onda de los Generadores


IRUV Visibile







Soldadura Láser ‐ Ventajas y beneficios

Las aplicaciones en que el láser se ha venido usando con éxito son los

sensores automovilísticos y los módulos de control, el ensamblado

de filtros, instrumentos de medida, productos del sector médico.

Calidad de la Soldadura :

las partes producidas tienen excelentes propiedades estéticas a

causa de la ausencia de movimiento relativo de las partes,

ninguna vibración ni excitación, las partes sólo se calientan y se

llevan a fusión.



Flexibilidad de proyectación del particular :

Este método permite configuraciones de la unión en 3‐D.

Pueden soldarse partes pre‐ensambladas. Este método

consiste en insertar las piezas en la máquina con la posición

exacta y orientación que se encontrará en la pieza final

ensamblada.

Minimización de las rebabas y del polvo :

El proceso se puede controllar facilmente variando la potencia

de la fuente láser. De este modo es posibile controlar de

mamera precisa la dissipación de potencia durante la

soldadura, con la consecuente minimización de las rebabas y

del polvo.








Capacidad de soldar materiales que no son facilmente soldables

con otras tecnologías de unión:

Entre los materiales que se soldaron con éxito hasta hoy,

encontramos acrilonitrilo‐butadieno‐estireno (ABS), acrílico,

elastómero, policarbonato, polipropileno, polistireno, polietileno

de alta densidad, polietileno de baja densidad, polietileno

tereftalato glicol , y nylon. Este método es eficaz también con

algunas combinaciones de diversos materiales. (¿incluidos los

metales?).



Soldadura Láser


Rayo Láser

Zona fundida

Trazas de la Soldadura

0° C153045607590110125140155170190205

Substrato A

Substrato B






Representación esquemática del Proceso de Soldadura.


Las partes se bloqueancon una mordaza

Fase 1

El láser calienta elmaterial subyacente

Fase 2

El material subyacentecalienta al de arriba

Fase 3

La soldadura se enfríay se solidifica

Fase 4


Fonte : DuPONT

Soldadura Láser

Comparación entre Técnicas de Soldadura (PA6 30%FV)

Cordón de Soldadura óptimo, sin rebabas

Soldadura por fricción Soldadura por vibración Soldadura láser







Variantes de la Soldadura Láser


Fonte :


Soldadura Láser ‐ Ventajas del Proceso

Reducción de costes

Alta velocidad ‐ 50 mm/s obtenidos con POM con potencia de 40W.

Facilidad de soldaduratambién en geometríascomplejas.

Reducción de costes de herramientas para geometrías complejas

Los acoplamientos no requieren encastres.


Mejoramiento del producto

Ausencia de marcas y dañosvisibles en las superficies en torno a la unión.

Ausencia de eventualesdaños a los componentesinternos de la estructura.

Controlabilidad del Proceso –posición de la unión y tiempo.

Baja cantidad de calor por la soldadura – daño térmico y deformación menores.






Soldadura Láser sobre los bordes



Ventajas

Proceso rápido.

Proceso “limpio”.

Piezas ensambladas

“fuertes”.

Misma resistencia térmica

del material.

Proceso confiable.

Soldadura en general


Desventajas

Limitado a materiales

compatibles.

Posible concentración de

tensiones.

Posible propensión a

ruptura / cortes.

Consumo de energía.






El ensamblado mecánico


Ensamblado “mecánico”

LOS ENCASTRES

Y TORNILLOS

DEBEN ESTAR

LIMPIOS






ENCASTRES ‐Métodos de Penetración

Co‐moldeado

Térmico

Ultrasonido

Presión

Atornillados

Expansión



Encastres de penetración







Eficiencia de la penetración por Ultrasonido vs Presión


Resistenciaa la tracción(Kgf)

FileteadoM2 M3 M4 M5 M6 M8

0

150

300

450

600

750

900

PA66ABS

PP

Penetración a presión

resisten

ciaa la Tracción(Kgf)

FileteadoM2 M3 M4 M5 M6 M8

0

150

300

450

600

750

900

PA66

ABS

PP

Penetración por ultrasonido


El ensamblado mecánico






Ensamblado con Perforación




Tornillos existentes en el Mercado






Ángulo de Contacto

30° para un bajo estrés radial.

Ángulo del Filo

max. 8° para resistencia a la

vibración.

Diámetro del núcleo

reducido para permitir su fácil

penetración.

Tolerancias

solamente en + para reducirel peligro de trasroscado

Características de los tornillos “EJOT PT”



Conformación de los cabezales para tornillos


Nervature : el más sottili possibile

S

S/3

Fondo : arrotondato o conico








material dL(mm) DA(mm) Lmin(mm)

ABS 0.80 x d 2.00 x d 2.00 x d

PC 0.85 x d 2.50 x d 2.20 x d

PC-ABS 0.85 x d 2.20 x d 2.00 x d

POM 0.75 x d 1.95 x d 2.00 x d

PET GF30% PBT GF30% 0.80 x d 1,80 x d 1,70 x d

PA 66 0,75 x d 1.85 x d 1.80 x d

PA 66 GF30% 0.82 x d 2.00 x d 1.80 x d

PP**PEHD

0.75 x d 1.80 x d 1.70 x d

HPP 0.85 x d 2.50 x d 2.20 x d

Como hacer cabezales para tornillos “EJOT PT”

d = diámetro nominal del tornillo** atención a los copolímeros ‘random’



Sugerencias de Diseño para cabezal de tornillos







ABS

4.0 mm orificio.

5.0 mm tornillo.

8.0 mm profundidad.

• La Generación

de calor, usando altas

velocides, debilita y funde

el material.

• La resistencia a la torsión y

la capacidad disminuyen. 0

1

2

3

0 1000 2000Velocidad (rpm)

Torsión(Nm)

Velocidad óptima

resistencia al desprendimiento

resistencia de atornillado

Resistencia al ensamblado vs. Velocidad de penetración



El Ensamblado Mecánico







Atención : ¡Proteger el plástico!

Tipos de Remachado


El Ensamblado Mecánico






Ensamblado con Snap‐fit


Palanca "simple"

Palanca a "U"

Palanca a "L"


Deformación

Sol

icita

ción

s0,7 x s

Semi-cristalinos

Amorfos

Materiales que tienen un valor preciso

de elongación (Yeld-point es )



Materiales sin un valor preciso

de elongación (Yeld-point eB )

Deformación

Soi

cita

ción

eB0,5 x eB

materialesreforzados GF








Solicitación

Deformación


2.0PP 30% FV

6.0PP

1.8ABS

1.3PET 35% FV

1.8PBT 20% FV

2.0PBT

2.0PC 20% FV

4.0PC

1.5PA 30% FV (secco)

2.5PA (secco)

e (% )Materiales

T

r

r



hl

32f

2

2

Th

l

fh2

3






h1 : h0 = 1 : 2,5

Fuerza de flexión :

ES : Módulo secante.

e : Deformación.

b : Ancho

h : Espesor.

l : Longitud

P

lE

6bhP S

2


Ensamblado con Snap‐fit ‐ Cálculo ‐

aa1


Fuerza de penetración:

W : Fuerza de penetración.P : Fuerza de flexión.m : Coeficiente de fricción.a : Ángulo de acoplamiento

ensamblado “mecánico”

Ensamblado con Snap‐fit ‐ Cálculo ‐

Fuerza de separación :

W : Fuerza de separación.P : Fuerza de flexión.a1 : Ángulo de cierre.

a

a1a

tan1tan PW

1

1

tan1tan PW

a1a

Angoli : a; a1

Valori di m : coefficiente di frizione

Valore di







Ensamblado con Snap‐fit – Ejemplos de aplicación


Para mayores informes:

e-mail: [email protected]

telefax: +39 02 57512490

www.assocomaplast.org

ITALIAN ORIGINALITY

curso inyección en el sector automotriz ciateq toluca 11-09-2014

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